Der Strom wird in zwei Arten von Strom unterteilt: Wechselstrom und Direktstrom. Wechselstrom wechselt mehrmals pro Sekunde seine Polarität, während Gleichstrom konstant und unverändert bleibt.
Der Strom, der von Ihrer Wand kommt, ist Wechselstrom, während der Strom von einer Batterie Gleichstrom ist. Aber nicht nur batteriebetriebene Geräte verwenden Gleichstrom: Nahezu alle elektronischen Geräte wandeln den Wechselstrom von Ihrer Wand in Gleichstrom um, indem Sie ein Gerät namens Gleichrichter verwenden.
Die Konstanz des Gleichstroms ist wichtig für den Betrieb von Geräten wie Computern, die einen stabilen Zustand benötigen, um die digitalen Einsen und Nullen zu vergleichen, die das System zum Laufen bringen.
Was ist überhaupt Strom?
Elektrizität ist der Fluss von Elektronen durch ein leitendes Material wie ein Metalldraht. Elektronen stoßen in einer langen Kette aneinander, was eine Gesamtbewegung der Elektronen im Draht bewirkt. Diese Bewegung der Elektronen durch den Leiter erzeugt Elektrizität sowie ein Magnetfeld. Diese elektrische Energie versorgt alles in Ihrem Leben mit einem Stecker oder einem Einschalter.
Strom hat drei Hauptkomponenten, die uns sagen, wie stark der Strom ist. Diese drei Attribute sind Spannung, Strom und Widerstand. Die Spannung zeigt uns, wie stark der elektrische Fluss ist, der Strom sagt aus, wie schnell die Elektrizität fließt, und der Widerstand zeigt uns, wie schwer es ist, dass die Elektronen entlang unseres Leiters fließen. Diese allgemeine Definition ist für ein Lehrbuch nicht genau genug, aber für die Zwecke dieses Artikels ist sie vollständig genug.
Der Unterschied zwischen AC und DC
Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) haben beide Spannung, Strom und Widerstand. Es ist, wie der Strom fließt, der den Unterschied macht.
Wechselstrom fließt schnell vor und zurück und wechselt seine Polarität zwischen 50 und 60 Mal pro Sekunde. Dies kollidiert sofort mit einem intuitiven Verständnis: Wenn die Elektronen rein und wieder herauskommen, wie können sie dann irgendetwas antreiben?
Es ist jedoch nicht die Ansammlung von Elektronen, die Energie erzeugt. Elektronen haben kein Ziel, das sie erreichen müssen, bevor Strom erzeugt wird. Es ist das Bewegung der Elektronen selbst, die elektrische Energie erzeugt. So wie durch ein Rohr fließendes Wasser ungeachtet der Richtung eine Kraft erzeugt, erzeugen durch einen Draht fließende Elektronen Elektrizität.
DC dagegen wechselt überhaupt nicht. Unter idealen Bedingungen ist dies ein konstanter Strom, der sich im Laufe der Zeit nicht ändert. Während Gleichstrom, der mit einem Gleichrichter von Wechselstrom umgewandelt wird, oft eine Annäherung an diese stetige Leitung ist, dreht er sich definitiv nicht wie Wechselstrom. Wenn wir DC als Wasserfluss visualisieren, erzeugt dies eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit in nur einer Richtung.
AC und DC sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedlich einsetzbar. Die meisten Elektromotoren der Welt werden mit Wechselstrom betrieben. Bei diesen Motoren wird die schnelle Spannungsumkehr des Stroms verwendet, um die Polarität eines Magneten schnell hin und her zu bewegen. Diese schnelle Umpolung bewirkt, dass sich ein Draht innerhalb der Magnete dreht, wodurch eine Drehkraft erzeugt wird, die einen Motor antreibt. Wechselstrom wird auch zur Kraftübertragung verwendet. Die Wechselspannung ist vergleichsweise leicht zu ändern, weshalb sie eine bessere Wahl für Fernübertragung ist als Gleichstrom. Wechselstrom kann mit enormen Spannungen durch die Drähte geschickt werden, was zu sehr geringen Verlusten auf dem Weg zum Kunden führt. Bei der Ankunft wird die Spannung von etwa 765.000 Volt auf handlichere 110-220 Volt drastisch reduziert und in Ihr Haus geschickt. Gleichstrom kann keine solch dramatischen Spannungsumwandlungen ohne viel größere Leistungsverluste erreichen. Normalerweise wird Gleichstrom verwendet, um kleinere, empfindlichere Geräte zu betreiben. Die gesamte Unterhaltungselektronik vom Tablet bis zum PC wird mit Gleichstrom betrieben, ebenso wie alle batteriebetriebenen Geräte. Diese Geräte profitieren nicht nur von Gleichstrom: Sie können einfach nicht mit Wechselstrom funktionieren. Geräte, die auf Einsen und Nullen arbeiten (wie Computer), benötigen einen festen Spannungspegel, um zwischen einem hohen Signal, das eine Eins darstellt, und einem niedrigen Signal, das eine Null darstellt. Mit dem ständig wechselnden Wechselstrom haben elektronische Geräte keinen stabilen Zustand zum Vergleich. Ohne einen stabilen Strom könnten diese Geräte nicht funktionieren. Da sich der Wechselstrom ständig ändert, kann er für die Elektronik keinen stabilen Vergleichspegel bieten. Sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom werden in unterschiedlichen Gerätetypen eingesetzt, von Kühlschränken bis zu Computern. Einige Geräte verwenden möglicherweise sogar beides, indem sie einen Motor mit Wechselstrom und mit einem Touchscreen mit Gleichstrom betreiben. Einer ist nicht besser als der andere, aber einfach anders.
Wofür werden AC und DC verwendet?
